УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ПРОМЫВКИ КОНТУРОВ ОКРАСКИ И ОЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОМЫВКИ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ Российский патент 2024 года по МПК C09D9/00 

Настоящее изобретение относится к способу промывки контуров окраски, покрытых неотвержденной краской, при этом указанный способ демонстрирует улучшенную эффективность очистки и уменьшенную ХПК (химическая потребность в кислороде) в сточных водах. Кроме того, изобретение относится к раствору очистителя для промывки на водной основе с улучшенной эффективностью очистки и уменьшенным содержанием ЛОС (летучее органическое соединение), а также к концентрату для получения раствора очистителя для промывки.

В цехах по нанесению красок на водной основе, очистители для промывки -так называемые растворы для удаления краски - применяются для очистки контуров окраски, которые представляют собой замкнутые контуры между краскоприготовительным отделением и камерой для покраски, в которой окрашиваются кузова автомобилей, в ручном или роботизированном режимах нанесения. Указанные контуры включают насосы, шланги, сопла, резервуары и трубы при этом последние изготовлены, например, из нержавеющей стали или полиэтилена. Очистители для промывки должны очищать эффективно и в кратчайшие сроки, с тем, чтобы избежать какого-либо загрязнения при смене одного цвета краски на другой в камерах для покраски.

Очистители для промывки продаются в концентрированном виде, то есть в виде концентрата, который затем разбавляется пользователем перед очисткой контуров окраски. Однако, очистители для промывки также могут продаваться в RTU (Ready to Use - готовом к применению) виде, не требующем разбавления.

Очистители для промывки на водной основе, содержащие растворимые в воде органические растворители, такие как гликолевые эфиры и некоторые амины, такие как диэтаноламин или триэтаноламин известны из уровня техники.

Однако, все еще существует потребность в улучшенной эффективности очистки, а также в уменьшенном содержании ЛОС указанных очистителей.

ЛОС (летучих органических соединений), таких как органические растворители следует по возможности в настоящее время избегать, вследствие их воздействия на здоровье и окружающую среду. Что касается сточных вод, образующихся во время промывки контуров окраски, ХПК (химическая потребность в кислороде), которая является мерой количества органических веществ, должна быть как можно ниже.

Следовательно, задача настоящего изобретения состояла в обеспечении способа промывки контуров окраски, покрытых неотвержденной краской, который при этом демонстрирует улучшенную эффективность очистки а также уменьшенную ХПК в сточных водах.

Указанная задача была решена посредством способа в соответствии с настоящим изобретением промывки контуров окраски, покрытых неотвержденной краской, при этом контур окраски приводят в контакт с раствором очистителя для промывки на водной основе, содержащим по меньшей мере один гликолевый эфир, и который дополнительно включает в себя по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий по меньшей мере 7 атомов углерода.

Определения:

В смысле настоящего изобретения, "раствор очистителя для промывки на водной основе" означает, что более 50% (по массе) соответствующего раствора очистителя для промывки, то есть раствора очистителя в виде RTU, представляет собой воду.

"Растворимый в воде амин" означает, что при комнатной температуре (25°С) и в условиях атмосферного давления (1,013 мбар) по меньшей мере 1 г/л, предпочтительно по меньшей мере 100 г/л, и особенно предпочтительно по меньшей мере 1000 г/л соответствующего амина является полностью растворимым в деионизированной воде.

В соответствии с настоящим изобретением, "ЛОС", то есть "летучие органические соединения" представляют собой органические соединения, имеющие давление водяных паров, составляющее по меньшей мере 0,01 кПа при температуре 20°С, как определено в Директиве Совета ЕС №1999/13/ЕС от 11 марта 1999 г.

В соответствии с настоящим изобретением, "ХПК", то есть "химическая потребность в кислороде" означает количество кислорода, которое может потребляться реакциями в отмеренном количестве раствора. Обычно это выражается в массе кислорода, который потребляется объемом раствора, который в единицах СИ составляет миллиграммы на литр (мг/л).

"% (по массе)" означает мас. %, то есть массовый процент.

Предпочтительно, по меньшей мере один гликолевый эфир в растворе очистителя для промывки на водной основе включает в себя по меньшей мере один гликолевый эфир, имеющий алкильную группу с 6-10 атомами углерода.

Более предпочтительно, по меньшей мере один гликолевый эфир в растворе очистителя для промывки включает в себя гексилгликоль и/или гексилдигликоль, даже более предпочтительно, он включает в себя гексилдигликоль. Даже более предпочтительно, он включает в себя или представляет собой смесь гексилгликоля и гексилдигликоля. Предпочтительно, по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий по меньшей мере 7 атомов углерода, включает в себя по меньшей мере один амин, имеющий 7-15 атомов углерода, более предпочтительно, имеющий 7-12 атомов углерода.

В растворе очистителя для промывки, по меньшей мере один амин предпочтительно включает в себя по меньшей мере один амин, имеющий сопряженную кислоту с pKa, составляющей по меньшей мере 8,0, предпочтительно, составляющей по меньшей мере 8,3 и более предпочтительно, составляющей по меньшей мере 8,6. Вследствие его высокой основности, такой амин улучшает эффективность очистки соответствующего очистителя для промывки, в частности, засохших красок. Например, сопряженная кислота N-метилдиизопропилпропаноламина (MDIPOA) имеет pKa, составляющую 8,71, причем в случае триэтаноламина (TEA) pKa составляет всего лишь 7,86, что приводит к уменьшению эффективности очистки.

Предпочтительно, по меньшей мере один амин включает в себя по меньшей мере один третичный амин, имеющий по меньшей мере одну гидроксиалкильную группу, при этом по меньшей мере один третичный амин предпочтительно имеет одну - три гидроксиалкильные группы, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из 2-гидроксиэтила и 2-гидроксипропила, и нуль - две алкильные группы, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из линейных алкильных групп, имеющих 1-8 атомов углерода, при условии, что сумма гидроксиалкильных групп и алкильных групп равна трем.

Более предпочтительно, по меньшей мере один амин включает в себя по меньшей мере один амин, выбранный из группы, состоящей из N-метилдиизопропаноламина, N-октилдиэтаноламина, триизопропаноламина и Ν,Ν-дибутилэтаноламина (DBEOA), предпочтительно, выбранный из группы, состоящей из N-метилдиизопропаноламина, триизопропаноламина и Ν,Ν-дибутилэтаноламина, и более предпочтительно включает в себя Ν-метилдиизопропаноламин.

Значение логарифма по меньшей мере одного амина предпочтительно находится в диапазоне от - 0,5 до+3,0 при температуре 25°С и значении рН 10,3. Указанное значение относится к ГЛБ (гидрофильно-липофильному балансу) амина и определяется следующим образом:

где по меньшей мере один амин представляет собой недиссоциированное в растворе вещество. Эффективность очистки, достигаемая в результате применения таких аминов, является особенно высокой. Для Ν-метилдиизопропаноламина значение составляет - 0,03.

Раствор очистителя для промывки содержит по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий по меньшей мере 7 атомов углерода. Указанное является преимущественным, поскольку по сравнению с аминами, имеющими меньшее количество атомов углерода - такими как триэтаноламин -указанный по меньшей мере один амин демонстрирует более низкое поверхностное натяжение и, таким образом, может действовать как поверхностно-активное вещество. Следовательно, добавление поверхностно-активного вещества, такого как традиционное анионное, катионное, цвиттер-ионное или неионное поверхностно-активное вещество, к раствору очистителя для промывки не требуется, так, что раствор очистителя для промывки предпочтительно не содержит каких-либо поверхностно-активных веществ. Соответственно, концентрат, из которого можно получить раствор очистителя для промывки посредством его разбавления, предпочтительно также не содержит каких-либо поверхностно-активных веществ.

Предпочтительно, раствор очистителя для промывки не содержит диэтаноламина, диметилэтаноламина или триэтаноламина, более предпочтительно он не содержит каких-либо аминов, имеющих менее 7 атомов углерода.

Поскольку органические растворители, в частности, бензиловый спирт и бутилгликоль, а также поверхностно-активные вещества считаются ЛОС и приводят к высокому ХПК в сточных водах, желательно уменьшать их содержание в растворе очистителя для промывки и в соответствующем концентрате.

Следовательно, раствор очистителя для промывки предпочтительно не содержит каких-либо органических растворителей, выбранных из группы, состоящей из бензилового спирта и бутилгликоля, более предпочтительно, выбранных из группы, состоящей из бензилового спирта, бутилгликоля и бутилдигликоля, более предпочтительно, выбранных из группы, состоящей из бензилового спирта и гликолевых эфиров, имеющих 6-10 атомов углерода, за исключением гексилгликоля и гексилдигликоля, и наиболее предпочтительно не содержит каких-либо органических растворителей, за исключением гексилгликоля и гексилдигликоля.

В случае, когда раствор очистителя для промывки содержит по меньшей мере один спирт, он предпочтительно не содержит каких-либо спиртов, имеющих менее 5, более предпочтительно имеющих менее 6, и даже более предпочтительно имеющих менее 7 атомов углерода, так как указанные спирты демонстрируют высокое давление водяных паров. В частности, раствор очистителя для промывки в качестве спирта содержит только бензиловый спирт, который имеет 7 атомов углерода.

В случае, когда раствор очистителя для промывки содержит по меньшей мере один гликолевый эфир, кроме гексилгликоля и гексилдигликоля, он предпочтительно не содержит какого-либо гликолевого эфира, имеющего алкильную группу, которая включает менее 5, более предпочтительно включает менее 6 атомов углерода, так как указанные гликолевые эфиры демонстрируют высокое давление водяных паров. В частности, раствор очистителя для промывки содержит только гексилгликоль и/или гексилдигликоль.

Раствор очистителя для промывки на водной основе не требует каких-либо хелатообразующих веществ для эффективной промывки контуров окраски. Таким образом, раствор очистителя для промывки предпочтительно не содержит каких-либо хелатообразующих веществ.

Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением для эффективной промывки контуров окраски не требует стадии последующего споласкивания, например, с использованием воды. Следовательно, способ предпочтительно не включает стадии последующего споласкивания, которая следует после стадии приведения подлежащего промывке контура окраски в контакт с раствором очистителя для промывки.

Настоящее изобретение также относится к раствору очистителя для промывки на водной основе, то есть в RTU виде, который демонстрирует улучшенную эффективность очистки, а также уменьшенное содержание ЛОС.

Предпочтительно, по меньшей мере один гликолевый эфир в растворе очистителя для промывки включает в себя гексилгликоль и/или гексилдигликоль, более предпочтительно, он включает в себя гексилдигликоль. Даже более предпочтительно, он включает в себя или представляет собой смесь гексилгликоля и гексилдигликоля. Предпочтительно, по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий по меньшей мере 7 атомов углерода, включает в себя по меньшей мере один амин, имеющий 7-15 атомов углерода, более предпочтительно, имеющий 7-12 атомов углерода.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, раствор очистителя для промывки содержит

а) 0,05-0,50% (по массе) по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего 7-15 атомов углерода, в пересчете на N-метилдиизопропаноламин,

б) 0,3-1,0% (по массе) гексилгликоля и

в) 0,3-1,0% (по массе) гексилдигликоля.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления, раствор очистителя для промывки состоит из

а) 0,05-0,50% (по массе) по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего 7-15 атомов углерода, в пересчете на N-метилдиизопропаноламин,

б) 0,3-1,0% (по массе) гексилгликоля,

в) 0,3-1,0% (по массе) гексилдигликоля и

г) 0-0,2% (по массе) по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества с низкой пенообразующей способностью,

д) 0-0,4% (по массе) бензилового спирта и

е) 0-0,8% (по массе) по меньшей мере еще одного гликолевого эфира, имеющего 6-10 атомов углерода, включая бутилгликоль и бутилдигликоль,

при этом % (по массе) всех компонентов а) - е) и воды в сумме составляют 100% (по массе).

Дополнительные предпочтительные варианты осуществления раствора очистителя для промывки соответствуют предпочтительным вариантам осуществления способа в соответствии с изобретением, которые описаны выше.

Кроме того, настоящее изобретение относится к концентрату для получения раствора очистителя для промывки на водной основе в соответствии с изобретением, из которого можно получить раствор очистителя для промывки посредством разбавления концентрата в соответствии с изобретением водой, предпочтительно в соотношении 5: 1000-50:1000 (5-50 г концентрата для получения 1000 г раствора очистителя), более предпочтительно в соотношении 5:1000-30:1000 (5-30 г концентрата для получения 1000 г раствора очистителя), и особенно предпочтительно в соотношении 14:1000-26:1000 (14 - 26 г концентрата для получения 1000 г раствора очистителя) и, при необходимости, регулирования значения рН по меньшей мере с помощью одной кислоты или основания.

В соответствии с изобретением, количество концентрата, необходимое для получения раствора очистителя для промывки, является меньшим, чем в случае концентратов в соответствии с уровнем техники которые обычно разбавляют в соотношении 35:1000-100:1000 - тем самым способствуя уменьшению содержания ЛОС в растворе очистителя для промывки, а также уменьшению ХПК в полученной в результате сточной воде. Указанное можно объяснить более высокой эффективностью очистки, достигаемой посредством по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего по меньшей мере 7 атомов углерода.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления концентрат содержит

а) 1-40% (по массе) по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего 7-15 атомов углерода, в пересчете на N-метилдиизопропаноламин,

б) 40-60% (по массе) гексилгликоля и

в) 40-60% (по массе) гексилдигликоля.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления, концентрат состоит из

а) 1-40% (по массе) по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего 7-15 атомов углерода, в пересчете на N-метилдиизопропаноламин,

б) 40-60% (по массе) гексилгликоля,

в) 40-60% (по массе) гексилдигликоля,

г) 0-10% (по массе) по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества с низкой пенообразующей способностью,

д) 0-30% (по массе) бензилового спирта и

е) 0-80% (по массе) по меньшей мере еще одного гликолевого эфира, имеющего 6-10 атомов углерода, включая бутилгликоль и бутилдигликоль,

при этом % (по массе) всех компонентов а) - е) в сумме составляют 100% (по массе).

Изобретение будет проиллюстрировано с помощью приведенных далее примеров в соответствии с изобретением и сравнительных примеров, которые, однако, не предназначены для ограничения объема изобретения.

Примеры

Испытание 1: Количественная проба 9 капель на влажной краске - 5 мин при КТ:

На стеклянную панель (200 х 200 мм) наносили слой краски на водной основе толщиной, находящейся в диапазоне 40-60 мкм. Затем слой частично сушили на протяжении 4 минут при комнатной температуре (КТ) и помещали под углом 45°. Со скоростью 1 капля в секунду и с высоты 12 см, на панель добавляли 9 капель подлежащего испытанию раствора очистителя для промывки.

По истечении 5 минут при комнатной температуре, измеряли в см ширину свободного от краски пятна, где капели попали на панель ("растворенная головка"). Чем больше ширина, тем лучше удаляющий эффект, то есть эффективность очистки, исследуемого раствора.

Испытание 2: Испытание обрызгиванием на влажной краске - 10 мин при КТ:

На стеклянную панель (100 х 200 мм) наносили слой краски на водной основе толщиной прибл. 60 мкм. Затем слой частично сушили на протяжении 4 минут при комнатной температуре и помещали под углом 45°. С расстояния 30 см на панель распыляли 10 мл раствора очистителя для промывки, подлежащего испытанию.

По истечении 10 минут при комнатной температуре, оценивали удаляющий эффект, то есть эффективность очистки, в соответствии со следующими категориями: плохой (-), нормальный (+), хороший (++) и очень хороший (+++).

Испытание 3: Количественная проба N капель на высохшей краске:

На стеклянную панель (200 х 200 мм) наносили слой краски на водной основе толщиной, находящейся в диапазоне 40-60 мкм. Затем слой сушили на протяжении 24 ч при комнатной температуре и помещали под углом 45°. Со скоростью 1 капля в секунду и с высоты 12 см, на панель добавляли капли раствора очистителя для промывки, подлежащего испытанию, до тех пор, пока слой не растворится, то есть до тех пор, пока не появится свободное от краски пятно, куда на панель попали капли.

Определяли количество (n) добавленных капель. Чем меньше количество, тем лучше удаляющий эффект, то есть эффективность очистки, исследуемого раствора.

Растворы очистителя для промывки и результаты испытаний:

Для каждого амина А, Б и В (смотри ниже), изготавливали смесь из 95 мас. % гексилдигликоля и 5 мас. % амина.

Амин А: триэтаноламин (6 атомов углерода) (сравнительный пример)

Амин Б: N-метилдиизопропаноламин) (7 атомов углерода) (пример в соответствии с изобретением)

Амин В: Ν,Ν-дибутилэтаноламин (10 атомов углерода) (пример в соответствии с изобретением)

Смеси разбавляли деионизированной водой до 2 мас. %.

Количественную пробу 9 капель выполняли, как описано выше (испытание 1), на влажной краске (компания Hemmelrath, Германия).

Результаты подытожены в следующей далее таблице, где рассчитывали эффективность очистки, по сравнению с эффективностью очистки с применением триэтаноламина (амин А), который рассматривали в качестве эталона.

Испытание обрызгиванием также проводили, как описано выше (испытание 2), на влажной краске (компания Hemmelrath, Германия), и оно показало следующие результаты:

Для аминов А и Б, количественное испытание N капель выполняли, как описано выше (испытание 3), на высохшей краске(компания Hemmelrath, Германия). Результаты подытожены в следующей далее таблице. Эффективность очистки рассчитывали по сравнению с эффективностью очистки с применением триэтаноламина (амин А) в качестве эталона.

Неожиданно, все испытания выявили улучшенную эффективность очистки растворов очистителя для промывки в соответствии с изобретением, содержащих растворимый в воде амин, имеющий по меньшей мере 7 атомов углерода (амины Б и В), по сравнению с раствором очистителя для промывки, который содержит амин, имеющий 6 атомов углерода (амин А).

Изобретение относится к способу промывки контуров окраски, покрытых неотвержденной краской. Способ включает приведение в контакт контура окраски с раствором очистителя для промывки на водной основе. При этом раствор очистителя для промывки содержит по меньшей мере один гликолевый эфир и по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий 7-15 атомов углерода. Кроме того, изобретение относится к раствору очистителя для промывки на водной основе, а также к концентрату для получения раствора очистителя для промывки. Обеспечивается улучшение эффективности очистки, а также уменьшение ХПК в сточных водах. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ промывки контуров окраски, покрытых неотвержденной краской, причем контур окраски приводят в контакт с раствором очистителя для промывки на водной основе, содержащим по меньшей мере один гликолевый эфир, отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий 7-15 атомов углерода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один гликолевый эфир включает в себя гексилгликоль и/или гексилдигликоль, предпочтительно гексилдигликоль.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один растворимый в воде амин включает в себя по меньшей мере один амин, имеющий 7-12 атомов углерода.

4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что раствор очистителя для промывки содержит

а) 0,05-0,50% (по массе) по меньшей мере одного растворимого в воде амина, имеющего 7-15 атомов углерода, в пересчете на N-метилдиизопропаноламин,

б) 0,3-1,0% (по массе) гексилгликоля и

в) 0,3-1,0% (по массе) гексилдигликоля.

5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один амин включает в себя по меньшей мере один амин, имеющий сопряженную кислоту с pKa, составляющей по меньшей мере 8,0, предпочтительно, составляющей по меньшей мере 8,3, и более предпочтительно, составляющей по меньшей мере 8,6.

6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один амин включает в себя по меньшей мере один третичный амин, имеющий по меньшей мере одну гидроксиалкильную группу.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один третичный амин имеет одну-три гидроксиалкильные группы, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из 2-гидроксиэтила и 2-гидроксипропила, и нуль-две алкильные группы, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из линейных алкильных групп, имеющих 1-8 атомов углерода, при условии, что сумма гидроксиалкильных групп и алкильных групп равна трем.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что по меньшей мере один амин включает в себя по меньшей мере один амин, выбранный из группы, состоящей из N-метилдиизопропаноламина, N-октилдиэтаноламина, триизопропаноламина и N,N-дибутилэтаноламина, предпочтительно, выбранный из группы, состоящей из N-метилдиизопропаноламина, триизопропаноламина и N,N-дибутилэтаноламина, и более предпочтительно включает в себя N-метилдиизопропаноламин.

9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что раствор очистителя для промывки не содержит каких-либо поверхностно-активных веществ.

10. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что раствор очистителя для промывки не содержит каких-либо органических растворителей, выбранных из группы, состоящей из бензилового спирта и бутилгликоля, предпочтительно из группы, состоящей из бензилового спирта, бутилгликоля и бутилдигликоля, более предпочтительно, выбранных из группы, состоящей из бензилового спирта и гликолевых эфиров, имеющих 6-10 атомов углерода, за исключением гексилгликоля и гексилдигликоля, и наиболее предпочтительно не содержит каких-либо органических растворителей, за исключением гексилгликоля и гексилдигликоля.

11. Раствор очистителя для промывки на водной основе, содержащий по меньшей мере один гликолевый эфир, который включает в себя гексилгликоль и/или гексилдигликоль, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий 7-15 атомов углерода, который является выбранным из группы, состоящей из N-метилдиизопропаноламина, N-октилдиэтаноламина, триизопропаноламина и N,N-дибутилэтаноламина, при этом раствор содержит только гексилгликоль и/или гексилдигликоль в качестве по меньшей мере одного гликолевого эфира.

12. Концентрат для получения раствора очистителя для промывки на водной основе по п. 11, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один гликолевый эфир, по меньшей мере один растворимый в воде амин, имеющий 7-15 атомов углерода и меньшее количество воды по сравнению с указанным раствором очистителя для промывки, определенным в п. 11.